防渗加固技术在水利堤防工程中的应用研究

吴振顺 广东华隧建设集团股份有限公司

近几年水利工程在我国飞速发展，相关的水利工程项目数量也在不断扩增，坝体结构样式也是多种多样，为我国抗洪减灾提供了最坚固的后盾保障。但是水利工程长期使用后，难免牢固性会降低，不能够发挥有效的保障作用，这个时候我们必须通过加固技术去加固水利堤防，延长水利堤防的使用寿命。

1.水利工程堤防防渗加固技术应用

1.1 灌浆技术

灌浆技术是结合压力把已经凝固的混凝土静压输入岩土空隙或工程裂缝中，提高水利工程的牢固性，强化其物理性能。灌浆技术的优势在于通过适当的压力让浆液输入到堤防空隙中能够避免中途受到不同阻力的影响，使得浆体能够有效的进入到裂缝中，与裂缝完全贴合。在输送过程中，浆液随着不断深入受到的压力也会不断增加，吸浆量和浆液扩散的距离也在不断增大，这就是工程中常提到的渗入性灌浆。灌浆常用的原材料有水泥浆、水泥砂浆、水泥黏土浆等，目前水利堤防中常用水泥黏土浆加固构筑物。

1.2 高压喷射技术

高压喷射技术是利用钻孔机对水利工程进行钻孔，钻孔深度达到设计方案要求后就可采用高压泥浆泵输送浆体。输送浆体主要通过钻杆的杆端部位的喷嘴对土体进行高压喷射固化处理，为了确保高压射流能够达到设计要求，在喷射过程中，我们要匀速提升钻杆，保证高压喷射的浆液能够快速凝固以确保堤防达到良好的防渗效果。

1.3 排水固结技术

排水固结技术是利用软黏土地基的特性，软黏土随着空隙中的水分流出，黏土本身的孔隙比降低后地基就会出现凝结变形，凝结后再通过降低超静水压力从而提高土的有效应力。通过排水、超静水压力工序之后，地基土的强度会随之增强。排水固结法能够有效改善黏土地基下沉的问题，通过排水系统与加压系统的参与还能够增加地层的透水性。

2.工程实例

某堤防由于所处的地理位置导致长期浸泡在洪水中，再加上附近挖沙船作业，导致堤防所在的河床基础变薄，堤防多处有漏水、渗水的情况，其中某段按照20年一遇大洪水的标准建筑堤坝。经过长时间的雨水或洪水冲刷、浸泡，该堤防高水位处在工作时可能会出现渗透的情况，这会影响到堤防整体的安全，所以必须采取防渗加固技术对堤防进行加固。

根据该地区的地貌特征我们可以确定堤坝所处区域上部为中粗砂、黏土，下部为软砾石、土层，堆积物中的卵石比较多且颗粒直径较大，这些卵石可作为良好的透水层。通过分析我们可以确定堤防覆盖层为中粗砂夹砾石层，下部基岩为白石质灰岩，局部断层夹砾石，所以可以采用高压喷射灌浆技术进行防渗加固。

3.水利堤防工程防渗加固技术优化

3.1 遵守堤坝工程防渗加固技术原则

为了能够达到堤防的要求，在进行堤防工程防渗加固技术时必须要时刻遵守基本原则。例如使用灌浆、防渗墙降低浸润线，利用防滑砖稳定堤坝，提高堤坝的的抗滑系数。

在处理滑坡时，要先对滑坡形成的原因进行分析，提高土体的强度。另外，为了增强堤身的质量还需考虑适当加入土工布等合成材料，利用土工膜这类复合材料的防渗性间接提高土体的稳定。对于坝基的渗漏可以对堤坝进行分区处理，上游区域采用“铺、截、堵”，下游区域采用“导、减、排”，通过修建防渗墙、帷幕灌浆减小渗漏量，并修建导渗反滤体、减压井等方式降低扬压力。

在进行劈裂式帷幕灌浆时，要重点注意堤防的防渗效果，钻孔工作也要根据堤防的内部情况进行孔径的确定。在直线布孔时，要利用低压速凝式灌浆法进行高危水位的管涌的堵塞，确保堤身的综合应用效益的提升，以满足当下工作的需要。在该模块的应用过程中，它可根据管涌所处位置的地质情况分别采用30型钻机或50型钻机钻孔，然后先向孔内注入浸水后即膨胀的物质，再以小于49kPa的压力徐徐向孔内灌入加进速凝剂水玻璃的水泥浆。注入膨胀物质是为了加大管涌内阻力，减慢管涌内水流速度，防止水泥浆随水流出。

3.2 灌浆加固

高压填充式灌浆法使用过程中，首先要保证堤防本身的牢固性，保证堤防溶洞等洞口已经填充完毕。在进行基础灌浆时，要着重关注工程钻机的应用，掌握好孔深的控制，保证灌浆压力在同一压力值上，并时刻保证堤防的干燥性，为灌浆做好防护工作，以确保灌浆工作能够顺利开展。高压填充式灌浆法主要用于治理因为先天基础不牢固引起的渗漏，通过对基础砂砾层灌入水泥浆，保证堤防的防渗漏性。灌浆过程中，如果遇到蚁穴、溶洞时，在填充过程中，灌浆用30型钻机先在蚁穴或溶洞周围布孔灌入泥浆，形成包围圈，然后进行填充，直至填满为止。

在进行灌浆加固时，要注意防渗体的形成模式，要能够意识到防渗体对堤防坝体的重力的影响。例如要在大坝的上游对其进行固结工作，对漏洞及缝隙进行填补，增强堤防的防渗性与承载力，延长堤防坝体的使用寿命。

在下游建设过程中，要对固结灌浆进行追踪，已经铺设、埋好的浆管要及时进行灌浆，堵塞漏水的区域以及堤坝内的空隙、裂缝，加固坝体，并增加坝面的稳固性，保证堤坝能够长时间抵抗流水的冲刷。在采用固结灌浆施工时，要保证坝前无水，另外，固结灌浆仅适用于进行扬压力以及设排水孔时进行。

4.防渗帷幕造墙施工技术

防渗加固技术中，防渗帷幕造墙也是关键点，以下是常用的防渗帷幕造墙施工关键点。

4.1 垂直度

组合钻机开槽法、射水开槽法、多头小直径深层搅拌桩的使用都必须注意垂直度。垂直度的角度会直接影响到防渗墙在堤防内与墙体轴线的贴合程度，所以在施工期间我们要注意孔斜率、轴线偏差，这些规格必须严格按照操作规范进行，施工中一旦发现偏差要第一时间进行纠偏，保证防渗墙体在同一轴线上，避免出现断墙或与墙体底部衔接不严的情况，影响整座防渗幕墙的防渗效果。

4.2 墙体接缝衔接处理

堤防中，混凝土墙体与墙体之间的衔接必须要进行清洗，保证衔接处没有夹杂水泥或其他碎屑物，保证无缝衔接。墙体与墙体平行相接时，搭接长度保持在2米内最为适宜。如果衔接后因为封闭不严导致出现渗透通道，我们可以用钻机钻孔现浇混凝土的方法将渗漏处进行填补。

4.3 塌孔

防渗墙施工期间因为需要依靠泥浆护壁，一旦护壁土层中含有粉砂层、桔料层，就会出现扩孔或塌孔的情况。这个时候需要控制护壁的泥浆浓度，可以适当在泥浆中增加膨润土；还可以加密隔离体，增加护壁的支撑力。

4.4 多头小直径搅拌桩的钻进与提升

多头小直径搅拌桩的钻进与提升直接与防渗帷幕的宽度、强度以及抗渗性有关，是通过水泥浆利用高压输浆系统与土体搅拌而形成的防渗墙。所以，在施工时，机械的应用必须严格按照规范进行，相关的记录也要做好备案，加强对机械工作的监督。

5.结束语

综上所述不难看出，防渗加固技术在水利堤坝工程建设中是非常重要的，实现防渗加固技术能够提高水利工程的应用效果，减少人力资源以及材料资源的浪费，加大堤防对河流冲击的承受力度，促进我国的水利工程发展。